JPWO2018084082A1 - ジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法 - Google Patents

ジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法 Download PDF

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Abstract

ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力システム（１００）は、ユーザの身体の一部の動きを検出するセンサ（１）と、空間内に設定された基点（６１）に触感を提示する触感提示装置（３）と、センサによって検出された身体の一部（５０）において追跡点を設定し、追跡点と基点との相対的な位置関係の変化に基づき前記入力信号を生成する制御装置（２）と、を備える。触感提示装置（３）は、ジェスチャ入力システムがユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、基点（６１）に触感を提示し続ける。

Description

本開示は、ユーザの身体の動きに応じて入力を受け付けるジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法に関する。
特許文献１は、空間中のユーザの操作に応じてユーザからの入力を受け付ける入力制御装置として、例えば特許文献１に開示された仮想インタフェース制御装置がある。特許文献１の仮想インタフェース制御装置は、ユーザの空間中の操作位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段が検出した操作位置が所定の入力受付位置である場合に、ユーザの入力を受け付ける入力受付手段と、入力受付位置に対するユーザの操作に抗する抵抗を、空気流によって与えるように空気を空間中に噴出する空気噴出装置とを有する。
特許文献１の仮想インタフェース制御装置によれば、入力受付位置に対するユーザの操作に抗する抵抗が空気流により与えられるため、ユーザはその空気流による抵抗（触感）により、操作すべき空間中の位置を把握することが可能となる。
特開２００５−２１９９３８号公報
特許文献１に記載のシステムでは、操作すべき空間中の位置をユーザに把握させることはできるが、仮想的な入力デバイスに対する操作において、ユーザの手の移動方向や移動距離をユーザに知覚させるように触感を提示していない。
本開示は、ユーザ操作の方向や操作量をユーザに知覚させることが可能なジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法を提供する。
本開示の第一の態様において、ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力システムが提供される。ジェスチャ入力システムは、ユーザの身体の一部の動きを検出するセンサと、空間内に設定された基点に触感を提示する触感提示装置と、センサによって検出された身体の一部において追跡点を設定し、追跡点と基点との相対的な位置関係の変化に基づき入力信号を生成する制御装置と、を備える。触感提示装置は、ジェスチャ入力システムがユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、基点に触感を提示し続ける。
本開示の第二の態様において、ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、前記身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力方法が提供される。ジェスチャ入力方法によれば、センサにより、ユーザの身体の一部の動きを検出し、触感提示装置により、空間内に設定された基点に触感を提示し、制御装置により、センサによって検出された身体の一部において追跡点を設定し、制御装置により、追跡点と基点との相対的な位置関係の変化に基づき入力信号を生成する。触感提示装置は、ユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、基点に触感を提示し続ける。
本開示の第三の態様において、上記のジェスチャ入力システムを備えた、またはジェスチャ入力方法を実施する電子機器が提供される。
本開示のジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法によれば、空間でジェスチャ操作する際に、ユーザはジェスチャ操作の基準位置を知覚でき、基準位置に対する移動方向および移動量を知覚できる。これによりジェスチャ操作における利便性が向上する。
本開示の実施の形態１におけるジェスチャ入力システムの構成を示すブロック図 ジェスチャ入力システムによる仮想的なトラックボールの操作を説明するための図 ジェスチャ入力システムにより設定される、基点、追跡点、触感提示エリアおよび入力可能エリアを説明した図 入力可能エリアと触感提示エリアの相対的な位置関係による、触感提示出力のオン／オフを説明した図（入力可能エリアがユーザの手のひら全体の領域に設定された場合） 入力可能エリアと触感提示エリアの相対的な位置関係による、触感提示出力のオン／オフを説明した図（入力可能エリアがユーザの手のひらの一部の領域に設定された場合） 入力可能エリアが触感提示エリアと接触していないときに触感提示出力をオフにする理由を説明するための図 実施の形態１における、ジェスチャ入力システムに対する断続的な入力操作を説明した図 実施の形態１における、ジェスチャ入力システムに対する断続的な入力操作を説明した図 ジェスチャ入力システムの感度を操作位置（高さ）に応じて変更する機能を説明するための図 実施の形態１におけるジェスチャ入力システムの動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態２において、入力可能エリアと触感提示エリアの相対的な位置関係によらず触感提示出力をオンに維持する機能を説明した図 実施の形態２における、ジェスチャ入力システムに対する断続的な入力操作を説明した図 実施の形態２におけるジェスチャ入力システムの動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態３に情報処理装置の構成を示すブロック図 実施の形態３における情報処理装置の動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態４における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態４における気配報知領域内での触感提示の方法を説明するための図 緊急度の高低に応じて変化させる触感提示の方法を説明した図 実施の形態４における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態５における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態５における気配報知領域内での触感提示の方法を説明するための図 実施の形態５における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態６における情報伝達装置により設定される気配報知領域を説明した図 本開示の実施の形態６における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態６における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態７における情報伝達装置により設定される気配報知領域及び進入禁止領域を説明した図 本開示の実施の形態７における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態７における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態８における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態８における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態９における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態９における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート 本開示の実施の形態１０における情報伝達装置の構成を示すブロック図 実施の形態１０における情報伝達装置の警告動作を示すフローチャート
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
（実施の形態１）
以下に説明するジェスチャ入力システムは、ユーザのジェスチャ入力を可能とする装置である。ジェスチャ入力とは、ユーザの身体の少なくとも一部（例えば、手）の動きを用いて、ユーザの操作の意思を電子機器等に伝える入力方法である。ジェスチャ入力システムは、ユーザの身体の動きに基づく操作を示す信号（操作情報）を電子機器等に出力する。電子機器等は、ジェスチャ入力システムによって検出されたユーザの身体の動きに基づく操作にしたがい、操作に関連付けられた命令を実行する。
１．ジェスチャ入力システムの構成
図１は、本開示の実施の形態１のジェスチャ入力システムの構成を示した図である。本実施の形態のジェスチャ入力システム１００は、ユーザの身体の動きを検出するセンサ１と、センサ１の出力に基づいてユーザのジェスチャ入力を受け付ける入力制御装置２と、入力制御装置２による制御に応じてユーザに対して触感を提示する触感提示装置３とを含む。
センサ１は、所定範囲内において物体の動きを検出可能なセンサであって、カメラなどの視覚センサを含む。例えば、センサ１は、物体の動きを非接触で３次元的に検出することが可能な距離画像センサ（ＴＯＦセンサ）又はレーザーセンサである。センサ１は、人体の動きを検出することができるものであれば良く、例えば、超音波センサ、赤外線センサ、又は可視光センサであっても良い。
センサ１は、ユーザの身体の一部の動きを検出する。センサ１は、参照箇所の３次元の座標を参照箇所の動きに関する情報として取得する。本実施の形態では、検出対象の身体の一部は人の手(hand)とする。検出対象の部位は他の身体の部位であってもよく、人の上半身、顔、指又は指先等であってもよい。
入力制御装置２は、センサ１が検出したユーザの手の動きに基づいて、ユーザによる操作を検出し、ユーザ操作を示す情報を出力する。入力制御装置２は、ジェスチャ入力を判定する制御部２１と、制御に必要な種々の情報を格納する記憶部２２と、外部機器と通信を行うためのインタフェース部２３とを含む。制御部２１は、半導体素子などで実現可能であり、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等で構成される。制御部２１は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。制御部２１は、センサ１の出力に基づき判定したユーザ操作を示す情報を制御対象の電子機器２００に出力する。電子機器２００は任意の装置であり、パーソナルコンピュータや種々の電子機器である。
記憶部２２は、例えば、ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、又は強誘電体メモリなどで実現できる。
インタフェース部２３は、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＰＣＩバス等の通信規格にしたがって入力制御装置と、制御対象である電子機器２００との通信を行う装置（回路）である。
触感提示装置３は、空中に触感を提示することが可能な通知装置である。「触感」とは、皮膚を通して人体が認識することのできる感覚である。皮膚を通して認識できる感覚の例として、触覚、振動覚、圧覚、温覚、冷覚、及び痛覚が挙げられる。「触感を提示する」とは、例えば、振動及び／又は圧力によって刺激を与えることであってもよく、温感及び／又は冷感を与えるものであってもよい。例えば、触感提示装置３は、振動子（例えば超音波振動子）によってユーザに振動及び／又は音響放射圧を与えてもよく、レーザーで生成したプラズマと皮膚が接触することによる衝撃を与えてもよい。または、触感提示装置３は、コンプレッサまたはファンによってユーザに空気流を与えてもよい。あるいは、触感提示装置３は、赤外線源によってユーザに温感を与えてもよく、ペルチェ素子によってユーザに冷感を与えてもよい。言い換えると、触感提示装置３は、振動子、レーザー 、コンプレッサ、ファン、ペルチェ素子、及び、赤外線源からなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。空中での触感の提示とは、人体に接触せずに、触感を人体に感じさせることである。
触感提示として超音波の音響放射圧を利用してもよい。例えば、触感提示装置３を、複数の超音波振動子を並べて構成される超音波振動子アレイで構成してもよい。超音波振動子アレイは、空中の任意の位置に超音波の焦点を作り出すことによって、人体の表面に触覚を提示することができる。超音波の焦点では、音圧の振動の他に、音響放射圧という静的な圧力が発生する。音響放射圧という静的な圧力は、空気中を伝播する超音波が空気の音響インピーダンスと異なる物体で遮られたときに発生する。音圧レベルが大きな超音波になると、超音波が身体表面で遮られることにより、人が認識できるような身体表面を押す力が発生する。これにより、非接触で身体に力を提示することができる。
「超音波」とは一般に２０ｋＨｚ以上の周波数を有する音波のことであり、人の耳には聞こえない。聴覚に頼らず触感を提示するためには、周波数を２０ｋＨｚ以上にすればよい。超音波の周波数に上限の制約はないが、空気中を伝播する超音波の減衰は、周波数が高くなるに従い大きくなるため、超音波を用いた触感提示を行う周波数は、好ましくは２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１００ｋＨである。また、人が認識できる圧力を身体表面に提示することができる超音波の音圧レベルは、１４０ｄＢ以上、好ましくは１５０ｄＢ以上、さらに好ましくは１６０ｄＢ以上である。
超音波振動子を間欠的に駆動させたり、振幅変調させたりすることで、音響放射圧を時間的に変化させて、ユーザに振動として提示することができる。このとき、振動感をつかさどる皮膚感覚受容器には感度の高い振動数が存在する。音響放射圧の変調駆動を、この感度の高い振動数に合わせることで、音響放射圧が同じでもより強い触感を与えることが可能になる。この変調周波数は、好ましくは０〜３００Ｈｚ、より好ましくは１００Ｈｚ〜３００Ｈｚである。
または、触感提示として、空気流を利用してもよい。すなわち、触感提示装置３を、ノズルとポンプとを含み、空気流を噴射する装置で構成してもよい。
２．ジェスチャ入力システムの動作
以上のように構成されるジェスチャ入力システム１００の動作を説明する。ジェスチャ入力システム１００は空間中でのユーザの手５０の動き（移動）をセンサ１により検出し、動き（移動）の方向及び動きの量を示す情報を操作情報（操作信号）として外部の電子機器２００に送信する。これにより、図２に示すように、ユーザはあたかも空間中に仮想的なトラックボール９０が存在し、その仮想的なトラックボール９０に対して回転操作するような感覚で電子機器２００に対する操作を行うことが可能となる。つまり、ユーザは、仮想的なトラックボール９０を前後左右に回転させるように手５０を操作することで、電子機器２００の表示部においてカーソルを上下左右に移動させたり、画面を上下左右にスクロールしたりすることが実現される。
また、ジェスチャ入力システム１００は、ユーザの手５０の形状も検出し、形状を示す情報を操作情報として電子機器２００に送信する。例えば、ジェスチャ入力システム１００は、ユーザの手５０の形状として、手５０のひらを閉じた形状（グーの状態）や全開した形状（パーの状態）を検出し、その形状を示す情報を操作情報（操作信号）として電子機器２００に送信する。
最初に、図３を参照し、ジェスチャ入力システム１００の動作に関連したいくつかの用語について説明する。
「基点」とは、ユーザがジェスチャ入力操作を行うときの基準位置である。ジェスチャ入力システム１００は、図３（Ａ）に示すように、ユーザがジェスチャ入力操作を行う空間において基点６１の座標を設定する。ユーザは、この基点６１に触れながら空間中で入力操作を行う。このため、ジェスチャ入力システム１００（触感提示装置３）は、空間において基点６１を中心としたある範囲６３に触感を提示する（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）。この触感が提示される範囲を「触感提示エリア」という。ユーザは、手５０（身体の一部の例）が触感提示エリア６３に接触している間、手に触感を感じる。基点６１の座標は一旦決定されると、時間的に変化せず固定される。
「追跡点」とは、ジェスチャ入力システム１００が、ユーザの手５０の位置を判定する基準として設定する、ユーザの手５０の領域内の位置である。本実施の形態では、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、追跡点５１はユーザの手５０の領域内の所定位置に設定される。ジェスチャ入力システム１００は、追跡点５１と基点６１の相対的な位置関係の変化に基づき、ユーザによりなされたジェスチャ入力（ユーザ操作）を検出する。この追跡点は手５０の動きに付随して移動する。
ジェスチャ入力システム１００は、ユーザの手５０のひらの全部または一部の領域に「入力可能エリア」５３を設定する。入力可能エリア５３のサイズは、触感提示エリア６３のサイズよりも大きく、ユーザの手５０のサイズ以下となる。入力可能エリア５３が触感提示エリア６３と接触している間、ジェスチャ入力の受付が可能となる。入力可能エリア５３は手５０の動きに付随して一緒に移動する。
入力可能エリア５３は、例えば、図４の（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、手のひら全体の領域に設定してもよいし、図５の（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、手のひらの一部の領域に設定してもよい。なお、本実施の形態では、入力可能エリア５３は、図４の（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、手のひら全体の領域に設定されているとして以下の説明を行う。
ジェスチャ入力システム１００は、動作状態として、ジェスチャ入力の受付が可能な入力受付可能状態と、ジェスチャ入力の受付を行わない入力受付不可状態とを有する。入力可能エリア５３が触感提示エリア６３と接触している場合、ジェスチャ入力システム１００は、その動作状態をジェスチャ入力の受付が可能な入力受付可能状態に設定する。入力受付可能状態のとき、触感提示装置３は触感提示エリア６３に対して触感を提示する（図４（Ａ１）、（Ｂ１）、図５（Ａ１）、（Ｂ１）参照）。ユーザは手のひらに触感を感じることでジェスチャ入力が可能であることを認識できる。
一方、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３と接触していない場合、ジェスチャ入力システム１００は、その動作状態をジェスチャ入力の受付不可状態に設定する。このとき、触感提示装置３は触感提示エリア６３に対して触感を提示しない（図４（Ａ２）、（Ｂ２）、図５（Ａ２）（Ｂ２）参照）。このように受付不可状態において触感提示を停止する理由は、ジェスチャ入力の受付が不可の状態においてユーザが触感を感じることで、受付可能状態であると誤解することを防止するためである。例えば、図６に示すように、触感を気流６６で与え、触感提示エリア６３の下方に手のひら（入力可能エリア５３）が位置する場合、入力可能エリア５３は触感提示エリア６３と接触していないため、ジェスチャ入力システム１００は入力受付不可状態に設定される。このとき、触感提示出力をオフにしないと、気流６６がユーザの手のひらに当たるため、ユーザは触感を感じてジェスチャ入力が可能であると誤解してしまう可能性がある。そこで、本実施の形態では、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３と接触していない場合、触感提示出力をオフにすることにより、受付不可なことをユーザに認知させるようにする。
図７および図８は、ジェスチャ入力システム１００において、一方向（方向Ａ）への動き（移動）を連続して指示するための断続的なユーザ操作を説明した図である。図７は、操作を行うユーザの正面側から見たときのユーザの手の動きを説明した図である。図８は、ユーザの横側から見たときのユーザの手５０と触感提示エリア６３の相対的な位置関係の遷移を説明した図である。図７および図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、最初ユーザは手５０（すなわち入力可能エリア５３）を触感提示エリア６３と接触させながら一方向（方向Ａ）へ移動させる。このとき、ジェスチャ入力システム１００において、基点６１と追跡点５１の相対的な位置関係の変化に基づき、方向Ａの方向への操作指示が入力される。これにより、例えば、電子機器２００上でカーソルが方向Ａに対応する方向に移動する。
ユーザが手５０をさらに方向Ａへ移動させると、入力可能エリア５３は、触感提示エリア６３の外側に移動し、触感提示エリア６３と接触しなくなる（図８（Ｃ）参照）。このとき、ジェスチャ入力システム１００は入力受付不可状態になる。このとき、電子機器２００においてカーソルは移動しない。
そして、ユーザは、図７に示すように、入力可能エリア５３と触感提示エリア６３が接触しない状態を維持しつつ手５０を触感提示エリア６３の上方まで移動する（図８（Ｄ）参照）。さらに、ユーザは手５０を下降していき（図８（Ｅ）参照）、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３に接触した時点で再度一方向（方向Ａ）に手５０を移動させる（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）。これにより、再度、カーソルは停止位置からさらに方向Ａに移動する。
上記のように、入力可能エリア５３と触感提示エリア６３が接触させた状態で手５０を一方向へ移動させる操作と、入力可能エリア５３と触感提示エリア６３が接触しない状態で手５０を元の位置に戻す操作と、入力可能エリア５３と触感提示エリア６３が接触させた状態で手５０を一方向へ移動させる操作とを繰り返すことで、一方向への長い距離の移動を指示する操作が可能となる。このような断続操作により、限定された空間内での操作（手の動き）により広い仮想空間内でのカーソルの移動等を可能にする。
また、ジェスチャ入力システム１００は、ユーザが操作を行う位置に応じて出力感度を変更してもよい。すなわち、ジェスチャ入力システム１００は、ユーザが操作を行う位置（例えば、高さ）に応じて、実際の手の移動量に対する、移動量を示す出力値の割合（感度）を変化させてもよい。
例えば、触感提示を空気流で行い、触感提示エリアが図９に示すように円柱形の領域６３ｂとなる場合に、領域６３ｂの下側でジェスチャ操作を行うほど、すなわち、入力可能エリア５３と触感提示エリア６３ｂとがより下方にて接触するほど、実際の手の単位移動量に対する出力値の割合を大きくしてもよい。これにより、ユーザは、操作する位置（高さ）を変えることで、同じ手の移動量に対する、電子機器に指示する移動量を変更することができる。例えば、ユーザは、カーソルを大きく（速く）移動させたいときは、触感提示領域６３ｂの下方側で操作し、カーソルを小さく（ゆっくり）移動させたいとき上方側で操作すればよい。このように同じ手の動きに対して電子機器に指示する移動量を変更できるため、ユーザの利便性が向上する。
また、この場合、感度の変化に合わせて、提示する触感の強度を変更してもよい。これによりユーザは直感的に感度（移動量）の大小を感じながら操作を行うことが可能となる。
図１０は、ジェスチャ入力システム１００におけるジェスチャ入力動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照して、ジェスチャ入力システム１００におけるジェスチャ入力動作を説明する。
ジェスチャ入力システム１００において、センサ１はユーザの手５０（身体の一部）の動きを検出する（Ｓ１１）。センサ１により検出された結果は入力制御装置２に入力される。入力制御装置２（制御部２１）は、センサ１からの情報に基づきユーザの動きを分析し（Ｓ１２）、入力受付を開始するためのトリガとなる所定の動きが検出されたか否かを検出する（Ｓ１３）。この所定の動きは、例えば、手５０のひらを閉じた状態（グーの状態）から全開した状態（パーの状態）に変化させる動きである。
入力制御装置２の制御部２１は、所定の動きを検出しない場合（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１１に戻り、ユーザの手の動きの検出を続ける。
所定の動きを検出した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部２１は、ジェスチャ入力システム１００の動作状態を、ジェスチャ入力の受付が可能な入力受付可能状態に設定する（Ｓ１４）。さらに制御部２１は、基点６１の座標を設定し、触感提示装置３を制御して、基点６１を含む触感提示エリア６３に触感を提示させる（Ｓ１５）。制御部２１は、検出した手５０の位置に基づき、手５０のひらで触感が感じられるように基点６１の位置（座標）を設定する。これによりジェスチャ入力が可能となる。なお、基点６１の座標は一旦決定されると、本処理が終了するまでは、決定された座標に固定される。
その後、センサ１はユーザの手５０の動き（ジェスチャ操作）を検出する（Ｓ１６）。センサ１による検出結果を示す情報は制御部２１に入力される。制御部２１は、センサ１からの検出結果を示す情報に基づき手の動きを分析する（Ｓ１７）。すなわち、制御部２１は、検出した手の領域の情報に基づいて追跡点５１の位置（座標）と入力可能エリア５３とを検出する。なお、手のひらのどの部分を追跡点５１と入力可能エリア５３に設定するかは予め決められており、それを示す情報は記憶部２２に格納されている。制御部２１は、検出した基点６１と追跡点５１の相対的な位置関係の変化に基づき、ユーザ操作を検出する。具体的には、制御部２１は、基点６１の座標に対する追跡点５１の座標の変化を求めて、前回検出時からの追跡点５１の移動方向および移動量を算出する。制御部２１は、算出した追跡点５１の移動方向および移動量に基づきユーザ操作（操作の方向及び量）を求める。
また、制御部２１は、手５０の形状を検出してもよい。例えば、手５０のひらを閉じた状態（グーの状態）、手５０のひらを全開した状態（パーの状態）、１本指を立てた状態等を検出し、各状態に対応するユーザ操作を検出してもよい。
制御部２１は、インタフェース部２３を介して、分析結果に基づき検出したユーザ操作を示す操作情報を電子機器２００に出力する（Ｓ１８）。電子機器２００は、入力制御装置２から受信した操作情報に基づくユーザ操作にしたがい動作する。例えば、電子機器２００は操作情報に基づき表示画面上でカーソルを移動させる。
その後、制御部２１は、ユーザの手５０の領域に設定された入力可能エリア５３が触感提示エリア６３と接触しているか否かを判定する（Ｓ１９）。
入力可能エリア５３が触感提示エリア６３に接触している場合（Ｓ１９でＮＯ）、制御部２１は、ジェスチャ入力システム１００の動作状態が入力受付不可状態であるときは入力受付可能状態に設定する（Ｓ２３）。さらに、制御部２１は触感提示装置３を制御して、基点６１を含む触感提示エリア６３に触感を提示する（Ｓ２４）。その後、制御部２１はステップＳ１６に戻り、上記処理を繰り返す。
一方、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外である場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、制御部２１は、ジェスチャ入力システム１００の動作状態を入力受付不可状態に設定する（Ｓ２０）。さらに、制御部２１は、触感提示装置３を制御し、触感提示のための出力を停止させる（Ｓ２１）。このように、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３外になった場合には、ジェスチャ入力を受付けないように設定するとともに触感提示を停止する。
その後、制御部２１は、所定時間内にセンサ１によりユーザの手の動きが検出されたか否かを判断する（Ｓ２２）。所定時間内にセンサ１によりユーザの手の動きが検出された場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御部２１は、ステップＳ１９に戻り、上記処理（Ｓ１６〜Ｓ２２）を繰り返す。例えば、ユーザにより図７、図８を用いて説明した断続的な操作が行われた場合、ステップＳ１６〜Ｓ２２が繰り返される。
一方、所定時間内にセンサ１によりユーザの手の動きが検出されなかった場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御部２１は、本処理を終了する。
以上のように、本実施形態のジェスチャ入力システム１００は、空間においてなされたユーザのジャスチャからその操作情報を検出し、制御対象である電子機器２００に対しその操作情報を入力することができる。その際、ジェスチャ入力システム１００は、空間中の一点を基点６１とし、その基点６１の位置を中心とした領域（触感提示エリア）６３に触感を提示する。ユーザは、基点６１近傍に提示された触感を手のひらで感じながら操作することで、操作した方向や量を容易に認識することができる。
３．まとめ
以上のように本実施の形態のジェスチャ入力システム１００は、ユーザの手５０（身体の一部の一例）の動きに基づくユーザ操作を受け付け、手の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成する。ジェスチャ入力システム１００は、ユーザの手５０の動きを検出するセンサ１と、空間内に設定された基点６１に触感を提示する触感提示装置３と、センサ１によって検出された身体の一部において追跡点５１を設定し、追跡点５１と基点６１との相対的な位置関係の変化に基づき入力信号を生成する入力制御装置２と、を備える。触感提示装置３は、ジェスチャ入力システム１００がユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、基点６１に触感を提示し続ける。このように入力可能状態にある間、触感が提示され続けることから、ユーザは触感により入力操作中であることを認識しながらジェスチャ操作を行える。
入力制御装置２は、入力可能状態でないときにセンサ１がユーザの手５０の所定の動き（例えば、手を閉じた状態から開いた状態にする動き）を検出したときに、空間内に基点６１を設定するとともに、ジェスチャ入力システム１００を入力可能状態に設定する。基点６１の位置は、再度設定されるまでは固定される。これにより、ユーザが所定の操作をしたときに空間内の基点６１が設定される。また、基点６１の位置が固定されることで、ユーザはジェスチャ操作の基準位置を認識することができる。
基点６１はユーザの手５０上に設定される。これによりユーザの手５０に対して触感を提示できる。
触感提示装置３は、空間内の基点６１を含む所定範囲である触感提示エリア６３において触感を提示する。触感提示エリア６３において触感を提示することで、ユーザはジェスチャ操作を行える空間内の範囲を認識できる。
入力制御装置２は、手５０上に入力可能エリア５３を設定し、入力可能エリア５３の少なくとも一部が触感提示エリア６３に重なっているときに、ジェスチャ入力システムを入力可能状態に設定する。入力可能エリアが触感提示エリアに重なっていないときは、ジェスチャ入力システムをユーザ操作を受付けない入力不可状態に設定する（Ｓ１９−Ｓ２０）。これにより、ユーザは断続的な入力操作が可能になる。
ジェスチャ入力システム１００が入力不可状態にあるときは、触感提示装置３は触感の提示を停止する（Ｓ２１）。これにより、ユーザは受付不可能なことを認識でき、かつ、省電力を実現できる。
入力制御装置２は、手の実際の動きに対する入力信号が示す動きの量の変化の割合（感度）を、触感提示エリア６３内における追跡点５１の位置に応じて変化させる。これにより、ユーザは簡単な操作で例えばカーソルの移動速度を容易に変更できる。
触感提示装置３は、音響放射圧または空気流により触感を提示する。触感提示装置３は、振動子（例えば超音波振動子）によってユーザに振動及び／又は音響放射圧を与えてもよく、レーザーで生成したプラズマと皮膚が接触することによる衝撃を与えてもよい。または、触感提示装置３は、コンプレッサまたはファンによってユーザに空気流を与えてもよい。あるいは、触感提示装置３は、赤外線源によってユーザに温感を与えてもよく、ペルチェ素子によってユーザに冷感を与えてもよい。言い換えると、触感提示装置３は、振動子、レーザー 、コンプレッサ、ファン、ペルチェ素子、及び、赤外線源からなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。
本実施の形態は、ユーザの手５０（身体の一部の一例）の動きに基づくユーザ操作を受け付け、手５０の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力方法を開示する。ジェスチャ入力方法によれば、センサ１により、ユーザの手５０の動きを検出する（Ｓ１２）。触感提示装置３により、空間内に設定された基点６１を含む触感提示エリア６３に触感を提示する（Ｓ１５）。入力制御装置２により、センサ１によって検出された手５０において追跡点５１を設定し、追跡点５１と基点６１との相対的な位置関係の変化に基づき入力信号を生成する（Ｓ１７）。触感提示装置３は、ユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、基点に触感を提示し続ける。
本開示のジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法は、ハードウェア資源、例えば、プロセッサ、メモリ、及びプログラムとの協働などによって、実現される。
（実施の形態２）
本実施の形態では、入力可能エリア５３を手のひら全体の領域に設定することを前提とする。実施の形態１のジェスチャ入力システム１００では、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合は、入力受付不可状態に設定する（Ｓ２０）ととともに、触感提示装置３からの触感提示出力を停止した（Ｓ２１）。これに対して、実施の形態２のジェスチャ入力システム１００では、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合、入力受付不可状態に設定するが、触感提示装置３からの触感提示出力は継続する。それ以外の構成、動作は実施の形態１と同様である。
図１１は、実施の形態２において、入力可能エリアと触感提示エリアの相対的な位置関係によらず触感提示出力をオンに維持する機能を説明した図である。入力可能エリア（手のひら全体）５３が触感提示エリア６３と接触している場合、ジェスチャ入力システム１００は、動作状態をジェスチャ入力の受付可能状態に設定する。このとき、触感提示装置３は触感提示の出力をオンにし、触感提示エリア６３に対して触感を提示する（図１１（Ａ１）、（Ｂ１）参照）。
一方、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合、ジェスチャ入力システム１００は、動作状態をジェスチャ入力の受付不可状態に設定する。このとき、触感提示装置３は触感提示の出力をオフにせず、触感提示出力を継続する（図１１（Ａ２）、（Ｂ２）参照）。
本実施の形態では、入力可能エリア５３を手のひら全体の領域に設定する。このため、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合は、手のひらの領域外に触感が提示されるため、ユーザは触感を感じることがない。このため、触感が提示され続けても、ユーザが触感により入力受付可能であると誤認するという問題は生じない。
図１２は、実施の形態２におけるジェスチャ入力システムに対する断続的な入力操作（図７参照）を説明した図である。断続的な入力操作が行われた場合、図１２（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合でも、触感提示装置３により触感が提示され続ける。
図１３は、実施の形態２におけるジェスチャ入力システムの動作を示すフローチャートである。図１３に示すフローチャートは、図１０に示すフローチャートにおいてステップＳ２１をステップＳ２１ｂに置換したものである。すなわち、本実施の形態では、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合でも、触感提示装置３により触感が提示され続ける（Ｓ２１ｂ）。
以上のように、入力可能エリア５３が触感提示エリア６３の外にある場合でも、触感提示出力を継続するため、触感提示装置３において触感提示のＯＮ／ＯＦＦを頻繁に切り替える必要がなくなり、制御が容易になる。
（実施の形態３）
以下、上述の実施の形態で説明したジェスチャ入力システムを入力手段の一つとして適用した情報処理装置の構成を説明する。
図１４は、上述の実施の形態で説明したジェスチャ入力システムを入力手段の一つとして適用した情報処理装置の構成を示した図である。情報処理装置は例えばパーソナルコンピュータである。
図１４に示すように、情報処理装置３００は、その全体動作を制御するコントローラ３１１と、種々の情報を表示する表示部３１３と、ユーザが操作を行う操作部３１５と、ＲＡＭ３１６と、データやプログラムを記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３１７とを備える。さらに、情報処理装置３００は、外部機器と通信を行うためのインタフェース部３１９を備える。さらに、情報処理装置３００は、センサ３２１と、触感提示部３２３とを備える。
表示部３１３は例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成される。操作部３１５は、キーボード、タッチパッド、タッチパネル及び／またはボタン等を含む。タッチパネルはその操作領域が表示部３１３の表示領域と重畳するように配置される。ボタンは、情報処理装置３００に物理的に設けられたボタンや、表示部３１３に表示された仮想的なボタンを含む。
インタフェース部３１９は、ＨＤＭＩ、ＵＳＢ、ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ等の通信規格にしたがい外部機器と通信を行うための回路（モジュール）である。
ＲＡＭ３１６は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等の半導体デバイスで構成され、データを一時的に記憶するとともに、コントローラ３１１の作業エリアとしても機能する。
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３１７は所定の機能を実現するために必要なパラメータ、データ及び制御プログラム等を記憶する記録媒体である。ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に代えて半導体記憶装置（ＳＳＤ）のような他の記録媒体を使用してもよい。
コントローラ３１１はＣＰＵやＭＰＵであり、制御プログラム（ソフトウェア）を実行することで所定の機能を実現する。なお、本実施形態では、ハードディスクドライブ３１７に、ジェスチャ入力システムを機能させるためのプログラム（ドライバ）が予め実装されており、コントローラ３１１はこのプログラムを実行することによりジェスチャ入力システムの機能を実現する。
センサ３２１は、上記の実施の形態で説明したセンサ１と同様の構成、機能を有し、所定範囲内において物体の動きを検出可能なセンサである。触感提示部３２３も上記の実施の形態で説明した触感提示装置３と同様の構成、機能を有し、空中に触感を提示することが可能な通知装置である。
センサ３２１と触感提示部３２３はコントローラ３１１とともにジェスチャ入力部を構成する。ジェスチャ入力部は上記の実施の形態におけるジェスチャ入力システム１００と同様のジェスチャ入力機能を有する。コントローラ３１１は図１０または図１３に示すフローチャートが示す処理にしたがいジェスチャ入力機能を実現する。
情報処理装置３００は、操作部３１５に対するユーザの直接的な操作に加えて、ユーザの空中でのジェスチャ操作によっても入力を受け付けることができる。すなわち、情報処理装置３００は、触感提示部３２３から基点座標に触感を提示し、センサ３２１により基点近傍のユーザの手の動きを検出する。コントローラ３１１は、検出した手の動きに基づき、表示部３１３に表示されるカーソルの位置や画面のスクロールを行う。
図１５は、本実施の形態における情報処理装置３００における、ジェスチャ入力によるカーソル移動を行ったときの一連の動作を示すフローチャートを示す図である。
コントローラ３１１は、センサ３２１から取得した情報に基づき、ユーザにより、ジェスチャ入力をＯＮにするための所定の動き（トリガ動作）が行われたか否かを確認する（Ｓ４１）。トリガ動作とはたとえば、手の指を閉じた状態から手の指を全部開いた状態に変更する動作である。トリガ動作が検出された場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、ジェスチャ入力の受け付けを開始する。
コントローラ３１１は、検出した手の位置に基づき空間中の基点座標を決定し、触感提示部３２３を制御して、基点座標を中心した範囲（触感提示エリア６３）に触感を提示する（Ｓ４２）。このとき、ユーザは、空間中に提示された触感を手のひらに感じながらジェスチャ操作（移動方向の指示）を行う。すなわち、ユーザは、手のひらに触感を感じながら、カーソルを移動させたい方向に所望の量だけ手を移動する。センサ３２１はこのユーザの手の動き（ジェスチャ）を検出し、コントローラ３１１に伝達する（Ｓ４３）。
コントローラ３１１は、検出されたユーザの手の動き（ジェスチャ）に基づきユーザ操作（移動方向、移動量）を検出する（Ｓ４４）。具体的には、基点６１の位置と手の領域上の追跡点５１の位置の相対的位置関係の変化に基づき、追跡点５１の移動方向及び移動量を求める。
コントローラ３１１は、検出したユーザ操作に基づき表示部３１３に表示されるカーソルの位置を変更する（Ｓ４５）。
その後、ユーザは、カーソルが選択している機能（アイコン）に対して特定の処理を実行するための所定のジェスチャを行う。所定のジェスチャは、例えば、手の指を全部開いた状態（パー）から手の指を閉じた状態（グー）に変更する動作である。コントローラ３１１は、センサ３２１を介してユーザによりなされた所定のジェスチャを検出し、そのジェスチャに関連づけられた処理を実行する（Ｓ４７）。
その後、コントローラ３１１は触感提示部３２３を制御して触感の提示を停止する（Ｓ４８）。
以上のような構成により、情報処理装置３００においてジェスチャ入力が可能となる。なお、本実施の形態では、情報処理装置としてパーソナルコンピュータを例示したが、情報処理装置はタブレット端末やスマートフォンでもよい。
また、本開示のジェスチャ入力システムは情報処理装置に限らず、他の種々の電子機器に対しても適用することができる。例えば、本開示のジェスチャ入力システムは、カーナビゲーション装置、空調装置、オーディオ装置、及びゲーム機器の入力手段としても適用できる。
（本開示１）
上記の実施形態１〜３は以下の構成を開示している。
（１）ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、前記身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力システムが開示される。
ジェスチャ入力システムは、ユーザの身体の一部の動きを検出するセンサと、空間内に設定した基点を含む所定領域に触感を提示する触感提示装置と、センサによって検出された身体の一部において追跡点を設定し、追跡点と基点との相対的な位置関係の変化に基づき入力信号を生成する制御装置と、を備える。触感提示装置は、ジェスチャ入力システムがユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、所定領域に触感を提示し続ける。
これにより、入力可能状態にある間、基点に触感が提示され続けることから、ユーザは触感により入力操作中であることを認識しながらジェスチャ操作を行える。
（２）（１）において、制御部は、入力可能状態でないときにセンサがユーザの身体の一部の所定の動きを検出したときに、空間内に基点を設定するとともに、ジェスチャ入力システムを入力可能状態に設定してもよい。その後、基点の位置は、再度設定されるまでは固定されてもよい。これにより、ユーザが所定の操作をしたときに空間内の基点が設定される。また、基点の位置が固定されることで、ユーザはジェスチャ操作の基準位置を認識できる。
（３）（２）において、基点はユーザの身体の一部上に設定されてもよい。これにより、ユーザによる所定の操作をトリガとして空間内の基点が設定され、触感提示が開始される。
（４）（１）において、触感提示装置は、空間内の基点を含む所定範囲である触感提示エリアにおいて触感を提示してもよい。触感提示エリアを設定することで、ユーザはジェスチャ操作を行える空間内の範囲を認識できる。
（５）（４）において、制御装置は、身体の一部に入力可能エリアを設定し、入力可能エリアの少なくとも一部が触感提示エリアに重なっているときに、ジェスチャ入力システムを入力可能状態に設定し、入力可能エリアが触感提示エリアに重なっていないときは、ジェスチャ入力システムをユーザ操作を受付けない入力不可状態に設定してもよい。これにより、ユーザは断続的な入力操作が可能になる。
（６）（５）において、ジェスチャ入力システムが入力不可状態にあるときは、触感提示装置は触感の提示を停止する。これにより、ユーザは受付不可能なことを認識でき、かつ、省電力が実現できる。
（７）（５）において、制御装置は、身体の一部の実際の動きに対する入力信号が示す動きの量の変化の割合を、触感提示エリア内における追跡点の位置に応じて変化させてもよい。これにより、例えば、カーソルの移動速度を簡単な操作で変更できる。
（８）（１）において、触感提示装置は、音響放射圧または空気流により触感を提示してもよい。
（９）ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、前記身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力方法が開示されている。ジェスチャ入力方法によれば、
センサにより、ユーザの身体の一部の動きを検出し、
触感提示装置により、空間内に設定された基点に触感を提示し、
制御装置により、センサによって検出された身体の一部において追跡点を設定し、
制御装置により、追跡点と基点との相対的な位置関係の変化に基づき入力信号を生成し、
触感提示装置はユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、基点に触感を提示し続ける。
（１０）（１）〜（８）のいずれかのジェスチャ入力システムを備えた又は（９）のジェスチャ入力方法を実施する電子機器（パーソナルコンピュータ、ナビゲーション装置、空調装置、オーディオ装置、及びゲーム機器、等）が開示されている。
本開示に記載のジェスチャ入力システム及びジェスチャ入力方法は、ハードウェア資源、例えば、プロセッサ、メモリ、及びプログラムとの協働などによって、実現される。
（実施の形態４）
近年、マシン（ロボット）の技術が発達し、工場やオフィスのような生産の場だけでなく、道路や家などでも人とマシンが共存する場が増加してきている。そこで、光や音でなく、触覚で人にマシンの危険を報知する警告装置が種々提案されている（例えば、特開２００８−０１８８９６号公報、特開２０１４−１４８０２７号公報参照）。
従来の警告装置では、人が車両やロボットに近い位置にあることを人に報知するだけであり、車両やロボットからの回避の方向や車両やロボットに対する接近の度合いまでも人に通知するものではなかった。
以下の実施の形態４〜１０では、人に対して、所定の物体や領域（例えば、人の接近が安全上好ましくない装置や領域）へ接近していることのみならず、所定の物体や領域への人の接近の状況をも報知することができる情報伝達装置を説明する。
１．構成
図１６は、本開示の実施の形態４の情報伝達装置の構成を示した図である。本実施の形態では、人が近づくことが好ましくない対象２６１を含む所定の領域を気配報知領域Ｒ１（警告領域の一例）として設定している。ここで、人が近づくことが好ましくない対象２６１とは、静止した機械の近傍領域、車両（自動車）やドローン、搬送ロボット等の移動体の近傍の領域、または、危険な場所（例えば、階段、曲がり角）、高価な展示物が展示されている場所である。気配報知領域とは、人に対して、対象２６１の気配を報知する領域である。すなわち、情報伝達装置１０は、気配報知領域Ｒ１に人２５０が進入したことを検知したときに、その人２５０に対して触感により、対象２６１に近づいていることを示す警告を伝達する。換言すれば、情報伝達装置１０は、触感により、近づくことが好ましくない対象２６１の気配を人２５０に対して提示する。
情報伝達装置１０は、所定の検知範囲Ｒ０内の物体を検出するセンサ１１と、人に対して触感を提示する触感提示部１３と、センサ１１の出力に基づいて人への触感の提示を制御する制御部１５とを含む。
センサ１１は、所定の検知範囲Ｒ０内において、人やマシンのような物体の存在及びそれらの動きを検出可能なセンサである。例えば、センサ１１は、物体の動きを非接触で３次元的に検出することが可能な距離画像センサ（ＴＯＦセンサ）又はレーザーセンサである。センサ１１は、人体の動きを検出することができるものであれば良く、カメラであっても良い。センサ１１は、検知した結果を示す検出信号を制御部１５に出力する。
触感提示部１３は、人（目標物の一例）に対して触感を提示することが可能な装置である。「触感」とは、皮膚を通して人体が認識することのできる感覚である。皮膚を通して認識できる感覚の例として、触覚、振動覚、圧覚、温覚、冷覚、及び痛覚が挙げられる。「触感を提示する」とは、例えば、振動及び／又は圧力によって刺激を与えることであってもよく、温感及び／又は冷感を与えるものであってもよい。例えば、触感提示部１３は、振動子（例えば超音波振動子）によってユーザに振動及び／又は音響放射圧を与えてもよく、レーザーで生成したプラズマと皮膚が接触することによる衝撃を与えてもよい。または、触感提示部１３は、ノズルとポンプとを含み、ユーザに空気流を与えてもよい。あるいは、触感提示部１３は、赤外線源によってユーザに温感を与えてもよく、ペルチェ素子によってユーザに冷感を与えてもよい。言い換えると、触感提示部１３は、振動子、レーザー 、コンプレッサ、ファン、ペルチェ素子、及び、赤外線源からなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。空中での触感の提示とは、人体に接触せずに、触感を人体に感じさせることである。または、触感提示部１３はノズルとポンプとを含み、空気流を噴射する装置（気流発生装置）でもよい。
触感提示として超音波の音響放射圧を利用してもよい。例えば、触感提示部１３を、複数の超音波振動子を並べて構成される超音波振動子アレイで構成してもよい。超音波振動子アレイは、空中の任意の位置に超音波の焦点を作り出すことによって、人体の表面に触覚を提示することができる。超音波の焦点では、音圧の振動の他に、音響放射圧という静的な圧力が発生する。音響放射圧という静的な圧力は、空気中を伝播する超音波が空気の音響インピーダンスと異なる物体で遮られたときに発生する。音圧レベルが大きな超音波になると、超音波が身体表面で遮られることにより、人が認識できるような身体表面を押す力が発生する。これにより、非接触で身体に力を提示することができる。
「超音波」とは一般に２０ｋＨｚ以上の周波数を有する音波のことであり、人の耳には聞こえない。聴覚に頼らず触感を提示するためには、周波数を２０ｋＨｚ以上にすればよい。超音波の周波数に上限の制約はないが、空気中を伝播する超音波の減衰は、周波数が高くなるに従い大きくなるため、超音波を用いた触感提示を行う周波数は、好ましくは２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１００ｋＨである。また、人が認識できる圧力を身体表面に提示することができる超音波の音圧レベルは、１４０ｄＢ以上、好ましくは１５０ｄＢ以上、さらに好ましくは１６０ｄＢ以上である。
超音波振動子を間欠的に駆動させたり、振幅変調させたりすることで、音響放射圧を時間的に変化させることで、より感じやすい触感をユーザに提示することができる。このとき、振動感をつかさどる皮膚感覚受容器には感度の高い振動数が存在する。音響放射圧の変調駆動を、この感度の高い振動数に合わせることで、音響放射圧が同じでもより強い触感を与えることが可能になる。この変調周波数は、好ましくは０〜３００Ｈｚ、より好ましくは１００Ｈｚ〜３００Ｈｚである。例えば数Ｈｚで振幅変調したものではユーザに振動の触感を、２００Ｈｚで振幅変調したものでは静的な圧力のような触感をユーザに常時感じさせることができる。
さらに、ユーザに触感を与える場合、前述の２００Ｈｚで振幅変調することでユーザに与えられる静的な圧力を、２重に振幅変調することが効果的である。例えば数Ｈｚの振動やスイッチを押した振動、物体を叩いた振動などで２重に変調することで、より感じやすい触感をユーザに提示することができる。
制御部１５は、センサ１１が検出した情報に基づいて、触感提示部１３を制御して人に対して触感を提示する。制御部１５は、半導体素子などで実現可能であり、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等で構成される。制御部１５は、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよいし、ハードウェアのみで構成してもよい。
２．動作
以上のような構成を有する情報伝達装置１０による警告動作を説明する。前述のように、情報伝達装置１０において、人が接近することが好ましくない対象２６１（例えば、ロボット、車両、曲り角、階段のような危険な場所）を含む所定の範囲が気配報知領域Ｒ１として設定される。センサ１１は、センサ１１の検知範囲Ｒ０が気配報知領域Ｒ１を包含するように配置される。
情報伝達装置１０は、センサ１１により気配報知領域Ｒ１に人２５０が進入したことを検出したときに、その人２５０に対して触感を提示する。これにより、人２５０に対して対象２６１の気配を与える。特に、情報伝達装置１０は、触感による警告を行う際に、気配報知領域Ｒ１内での人２５０の行動（移動方向、移動速度）に基づき触感の提示方法を変化させる。以下、図１７を参照して、気配報知領域Ｒ１内での人２５０の行動に基づき異なる触感の提示方法について説明する。
図１７は、情報伝達装置１０による、気配報知領域Ｒ１内に人２５０が進入したときの触感提示方法の変化を説明するための図である。情報伝達装置１０は、人２５０が気配報知領域Ｒ１の外から気配報知領域Ｒ１内に進入したことを検出すると、その人２５０への触感の提示を開始する（状態Ａ）。
その際、気配報知領域Ｒ１内において人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周から遠ざかる方向へ移動している（すなわち、人２５０が危険な対象２６１に近づいている）場合、情報伝達装置１０は、緊急度が高いと判断し、高い緊急度に対する触感提示方法で人２５０に触感を提示する。例えば、強い触感を提示する（状態Ｂ）。一方、気配報知領域Ｒ１内において人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周に向かって移動している（すなわち、人２５０が危険な対象２６１から遠ざかっている）場合、情報伝達装置１０は、緊急度が低いと判断し、低い緊急度に対する触感提示方法で人２５０に触感を提示する。例えば、弱い触感を提示する（状態Ｃ）。
その後、人２５０が気配報知領域Ｒ１の内から気配報知領域Ｒ１外に出たことを検出すると、情報伝達装置１０は人２５０への触感の提示を停止する（状態Ｄ）。
以上のように、人２５０が気配報知領域Ｒ１内に進入したときに、人２５０の移動方向に応じて人２５０に提示する触感の提示方法を変化させている。これにより、人２５０は、気配報知領域Ｒ１内に進入したときに、自身が危険な対象２６１に近づいていること又は遠ざかっていることを、提示された触感から直感的に把握でき、気配報知領域Ｒ１の外側へ確実に移動できる。
図１８は、緊急度に応じて変化させる触感提示方法の例を説明した図である。図１８の例では、緊急度を高／低の二段階に分けて、緊急度に応じて触感提示方法を異ならせている。図１８に示すように、緊急度に応じて、触感の強度以外に、周波数及び触感を提示する人体の部位を変更してもよい。または、緊急度に応じて、触感（例えば、風）の温度の高低を変更してもよい。例えば、緊急度が低い場合、低い周波数の触感を提示し、緊急度が高い場合、高い周波数の触感を提示してもよい。また、緊急度が低い場合、胴体や手に触感を提示し、緊急度が高い場合、人の頭や顔等の、人がより感じやすい部位に触感を提示してもよい。また、緊急度が低い場合、人の身体に温感（温かい風）を提示し、緊急度が高い場合、冷感（冷たい風）を提示してもよい。また、緊急度が低い場合、弱い風で提示し、緊急度が高い場合、強い風で提示してもよい。緊急度に応じて、触感の強度、触感の周波数及び触感の提示位置、もしくは温感／冷感や風の強度のいずれかを変更するようにしてもよいし、それらを適宜組み合わせて変更するようにしてもよい。
図１９は、実施の形態４における情報伝達装置１０の警告動作を示すフローチャートである。以下、図１９のフローチャートを参照し、情報伝達装置１０の動作を説明する。
情報伝達装置１０において、センサ１１が検知範囲Ｒ０内に人２５０が進入したことを検知すると（Ｓ２１１でＹＥＳ）、制御部１５は危険な対象２６１を含む所定の範囲を気配報知領域Ｒ１に設定する（Ｓ２１２）。
制御部１５は、センサ１１からの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０の位置、動きを分析する（Ｓ２１３）。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０が検知されていないときは（Ｓ２１４でＮＯ）、本処理を終了する。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０が検知されている場合（Ｓ２１４でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ２１５）。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されていない場合（Ｓ２１５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ２１３に戻り、上記の処理を行う。
気配報知領域Ｒ１内に人が検知されている場合（Ｓ２１５でＹＥＳ）、制御部１５は、人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周に向かって移動しているか否かを判断する（Ｓ１６）。人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周に向かって移動している場合（Ｓ２１６でＹＥＳ）、制御部１５は、低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ１７）。人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周に向かって移動していない場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、制御部１５は、高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ１８）。
その後、制御部１５はステップＳ２１３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づき上記の処理を行う。
以上のように、本実施の形態の情報伝達装置１０は、センサの検知範囲Ｒ０（所定領域の一例）内に進入した人２５０（物体の一例）の位置および速度を検出可能なセンサ１１と、目標物に対して非接触で触感を提示する触感提示部１３と、センサ１１により検知範囲Ｒ０内に設定された気配報知領域Ｒ１（警告領域の一例）内に人２５０が検出された場合に、検出した人に対して触感を提示するように触感提示部１３を制御する制御部１５と、を備える。制御部１５は、触感提示部が提示する触感の種類、強度および／または位置を、気配報知領域Ｒ１内での人の行動（移動方向、移動速度）に基づき決定する。
すなわち、情報伝達装置１０は、人が気配報知領域Ｒ１に進入したときに、気配報知領域Ｒ１内での人の動きに基づいて触感の提示方法を変化させながら、人に対して触感を提示する。これにより、気配報知領域Ｒ１に進入した人は、触感を受けることで、危険な対象２６１の気配、すなわち、対象２６１に近づいたこと及び対象２６１の方向を感覚的に認識でき、対象２６１に対する適切な回避行動をとることができる。
（実施の形態５）
図２０は、本開示の実施の形態５における情報伝達装置１０ｂの構成を示すブロック図である。実施の形態５では、警告領域として、気配報知領域Ｒ１に加えてさらに進入禁止領域Ｒ２を設定する。進入禁止領域Ｒ２は気配報知領域Ｒ１内に設定される。進入禁止領域Ｒ２には、人が近づくことが安全上好ましくないマシン２６２が配置（固定）されている。
本実施の形態の情報伝達装置１０ｂは、実施の形態４の情報伝達装置１０の構成においてさらにマシン２６２と通信を行うための通信部１６を備えている。情報伝達装置１０ｂは、この通信部１６を介して、進入禁止領域Ｒ２内に設置されているマシン２６２に対して、マシン２６２を停止させるための緊急停止命令を送信することができる。
図２１は、本実施の形態の情報伝達装置１０ｂによる触感提示方法を説明するための図である。情報伝達装置１０ｂは、人２５０が気配報知領域Ｒ１の外から気配報知領域Ｒ１内に進入したことを検出すると、その人２５０への触感の提示を開始する（状態Ａ）。その際、気配報知領域Ｒ１内において人２５０が進入禁止領域Ｒ２に近づいている場合、情報伝達装置１０は、緊急度が高いと判断し、高い緊急度に対する触感提示方法で人２５０に触感を提示する（状態Ｂ）。一方、気配報知領域Ｒ１内において人２５０が進入禁止領域Ｒ２から遠ざかっている場合、情報伝達装置１０ｂは、緊急度が低いと判断し、低い緊急度に対する触感提示方法で人２５０に触感を提示する（状態Ｃ）。触感提示方法の変化のさせ方は実施の形態４で説明したとおりである。
図２２は、実施の形態５における情報伝達装置１０ｂの動作を示すフローチャートである。以下、図２２のフローチャートを参照し、情報伝達装置１０ｂの動作を説明する。
情報伝達装置１０ｂにおいて、センサ１１が検知範囲Ｒ０内に人２５０が進入したことを検知すると（Ｓ２２１でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１と進入禁止領域Ｒ２を設定する（Ｓ２２２）。すなわち、制御部１５は、マシン２６２の近傍において、人２５０が進入することが安全上好ましくないマシン２６２を含む所定の範囲を進入禁止領域Ｒ２として設定する。さらに、制御部１５は、進入禁止領域Ｒ２の外側の所定の範囲を気配報知領域Ｒ１に設定する。
制御部１５は、センサ１１からの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０の位置、動きを分析する（Ｓ２２３）。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０が検知されていないときは（Ｓ２２４でＮＯ）、本処理を終了する。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０が検知されている場合（Ｓ２２４でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ２２５）。
気配報知領域Ｒ１内に人が検知されていない場合（Ｓ２２５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ２２３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づき上記の処理を行う。
気配報知領域Ｒ１内に人が検知されている場合（Ｓ２２５でＹＥＳ）、制御部１５は、人２５０が進入禁止領域Ｒ２内に進入しているか否かを判断する（Ｓ２２６）。人２５０が進入禁止領域Ｒ２内に進入していることが検知された場合（Ｓ２２６でＹＥＳ）、制御部１５はマシン２６２を停止させる（Ｓ２３０）。このため、制御部１５は通信部１６を介して緊急停止命令をマシン２６２に送信する。マシン２６２は緊急停止命令を受信すると、その動作を停止する。
人２５０が進入禁止領域Ｒ２内に進入していることが検知されなかった場合（Ｓ２２６でＮＯ）、制御部２１５は、人２５０が進入禁止領域Ｒ２に近づいているか否かを判断する（Ｓ２２７）。人２５０が進入禁止領域Ｒ２に近づいている場合（Ｓ２２７でＹＥＳ）、制御部１５は、高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ２９）。人２５０が進入禁止領域Ｒ２に近づいていない場合（Ｓ２２７でＮＯ）、制御部１５は、低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ２２８）。
その後、制御部１５はステップＳ２２３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づき上記の処理を繰り返す。
以上のように、本実施の形態では、情報伝達装置１０ｂは、気配報知領域Ｒ１内で人が進入禁止領域Ｒ２に近づいているか否かに基づき触感提示方法を変化させる。これにより、気配報知領域Ｒ１に進入した人２５０は、触感を受けることで、進入禁止領域Ｒ２に近づいていること及び進入禁止領域Ｒ２の方向を感覚的に認識でき、進入禁止領域Ｒ２に対する回避行動を適切にとることができる。また、人２５０が進入禁止領域Ｒ２に進入したときに、進入禁止領域Ｒ２内に設置されたマシン２６２に対して緊急停止命令が送信される。これにより、進入禁止領域Ｒ２内に設置されたマシン２６２を緊急停止させることができ、安全性を確保できる。
（実施の形態６）
実施の形態４では、気配報知領域Ｒ１内の危険な対象２６１は移動しないものであったが、本実施の形態では、車両やドローン、搬送ロボットのような移動するマシンの位置に基づいて気配報知領域Ｒ１を設定する例を説明する。
図２３は、本実施の形態において、情報伝達装置により設定される気配報知領域Ｒ１を説明した図である。図２４は、本実施の形態の情報伝達装置１０ｃの構成を示すブロック図である。図２４に示すように本実施の形態の情報伝達装置１０ｃは実施の形態４の情報伝達装置１０と同様の構成を有する。
図２３、２４に示すように、本実施の形態では、気配報知領域Ｒ１は車両２６３（移動するマシンの一例）の近傍に設定される。より具体的には、車両２６３の前方の所定領域において気配報知領域Ｒ１が設定される。車両２６３は移動するため、気配報知領域Ｒ１も車両２６３の移動にともなって移動する。すなわち、気配報知領域Ｒ１は、車両２６３の位置、速度及び進行方向のうちの少なくともいずれか一つに基づいて動的に設定される。人２５０が気配報知領域Ｒ１内に進入した場合、人２５０に対して警告のための触感が提示される。
図２５は、実施の形態６における情報伝達装置１０ｃの動作を示すフローチャートである。以下、図２５のフローチャートを参照し、情報伝達装置１０ｃの動作を説明する。
情報伝達装置１０ｃにおいて、センサ１１が検知範囲Ｒ０内に人２５０及び車両２６３が進入したことを検知すると（Ｓ３１でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１を設定する（Ｓ３２）。制御部１５は、センサ１１からの検出信号に基づき車両２６３の位置、移動方向を認識し、車両２６３に近接して車両２６３の前方の所定領域に気配報知領域Ｒ１を設定する。
制御部１５は、センサ１１からの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０及び車両２６３の位置、動きを分析する（Ｓ３３）。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０および車両２６３が検知されていないときは（Ｓ３４でＮＯ）、本処理を終了する。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０および車両２６３が検知された場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ３５）。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されていない場合（Ｓ３５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ３３に戻り、センサ１１からの出力に基づき上記の処理を行う。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されている場合（Ｓ３５でＹＥＳ）、制御部１５は、人２５０と車両２６３が互いに近づいているか否かを判断する（Ｓ３６）。人２５０と車両２６３が互いに近づいている場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、制御部１５は高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ３８）。この場合、人２５０と車両２６３が接触する危険性が高いため、高い緊急度に対する触感を提示する。人２５０と車両２６３が互いに近づいていない場合（Ｓ３６でＮＯ）、制御部１５は低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ３７）。
その後、制御部１５はステップＳ３３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づき上記の処理を行う。
以上のように、本実施の形態においては、移動車両２６３（移動するマシン）の動きに応じて気配報知領域Ｒ１を設定するため、人２５０が車両２６３に近づき過ぎないように人２５０に対して警告することができる。その際、人２５０及び車両２６３の相対的な位置関係に基づいて触感の提示方法を変化させる。これにより、人２５０は車両２６３の気配を感じることができ、車両２６３が近づいていること及び車両２６３の方向を感覚的に認識でき、車両２６３に対する適切な回避行動をとることができる。
なお、本実施の形態では、移動するマシンの一例として車両を用いて説明したが、移動するマシンは他の装置でもよく、例えば、ドローンや地上または空中で物を運搬する搬送ロボットでもよい。
（実施の形態７）
実施の形態６では、移動する車両２６３に近接して気配報知領域Ｒ１を設定した。本実施の形態６では、移動する車両２６３の動きに応じて気配報知領域Ｒ１と進入禁止領域Ｒ２を設定する。図２６は、実施の形態７における情報伝達装置により設定される気配報知領域Ｒ１及び進入禁止領域Ｒ２を説明した図である。図２７は、本実施の形態における情報伝達装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の情報伝達装置１０ｄは、実施の形態４の情報伝達装置１０と同様の構成を有する。
図２６、図２７に示すように、進入禁止領域Ｒ２は車両２６３の進行方向の前方に近接して設定される。気配報知領域Ｒ１は進入禁止領域Ｒ２のさらに前方に設定される。進入禁止領域Ｒ２の大きさは車両２６３の制動距離に応じて動的に設定されてもよい。
前述の実施の形態と同様に、人２５０が気配報知領域Ｒ１内に進入したときに、人２５０に対して触感が提示される。
図２８のフローチャートを参照し、情報伝達装置２１０ｄの動作を説明する。
情報伝達装置１０ｄにおいて、センサ１１が検知範囲Ｒ０内に人２５０及び車両２６３が進入したことを検知すると（Ｓ２４１でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１と進入禁止領域Ｒ２を設定する（Ｓ２４２）。すなわち、制御部１５は、車両２６３の進行方向の前方の所定の範囲を進入禁止領域Ｒ２として設定する。さらに、制御部１５は、進入禁止領域Ｒ２の前方（車両２６３の進行方向における前方）の所定の範囲を気配報知領域Ｒ１に設定する。
制御部１５は、センサ１１からの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０及び車両２６３の位置、動きを分析する（Ｓ２４３）。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０および車両２６３が検知されていないときは（Ｓ２４４でＮＯ）、本処理を終了する。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０および車両２６３が検知された場合（Ｓ２４４でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ２４５）。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されていない場合（Ｓ２４５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ２４３に戻り、センサ１１からの出力に基づき上記の処理を行う。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されている場合（Ｓ２４５でＹＥＳ）、制御部１５は、人２５０と進入禁止領域Ｒ２が互いに近づいているか否かを判断する（Ｓ２４６）。すなわち、制御部１５は、人２５０と進入禁止領域Ｒ２の間の距離が減少しているか否かを判断する。
人２５０と進入禁止領域Ｒ２が互いに近づいている場合（Ｓ２４６でＹＥＳ）、制御部１５は高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ２４８）。この場合、人２５０と車両２６３が接触する危険性が高いため、高い緊急度に対する触感を提示する。人２５０と車両２６３が互いに近づいていない場合（Ｓ２４６でＮＯ）、制御部１５は低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ２４７）。
その後、制御部１５はステップＳ２４３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づき上記の処理を行う。
以上のように、本実施の形態においては、移動車両（移動するマシン）の近傍に進入禁止領域Ｒ２を設定し、人２５０が進入禁止領域Ｒ２に近づき過ぎないように人２５０に対して警告することができる。その際、人２５０及び進入禁止領域Ｒ２の相対的な位置関係に基づいて触感の提示方法を変化させる。これにより、人２５０は、進入禁止領域Ｒ２が近づいていること及び進入禁止領域Ｒ２の方向を感覚的に認識でき、進入禁止領域Ｒ２に対する適切な回避行動をとることができる。
なお、本実施の形態において、車両２６３は情報伝達装置１０ｄと通信を行うための通信装置を備え、情報伝達装置１０ｄは車両２６３と通信を行うための通信部を備えてもよい。そして、実施の形態５と同様に、情報伝達装置１０ｄは、進入禁止領域Ｒ２に人２５０が進入したことが検知された場合に、車両２６３に対して、車両２６３を停止させるための緊急停止命令を送信するようにしてもよい。また、車両２６３に替えて、ドローンのような空中を飛行する移動体に対しても本実施の形態の思想を適用できる。この場合、飛行する移動体の周囲に気配報知領域Ｒ１及び進入禁止領域Ｒ２を設定する。飛行する移動体（例えば、ドローン）及び情報伝達装置１０ｄは互いに通信を行うための通信装置を備える。ドローンのような飛行する移動体が飛行中に緊急停止命令により動作を停止すると、落下する危険性がある。よって、このような飛行する移動体に対して進入禁止領域Ｒ２に人２５０が進入したことが検知された場合、情報伝達装置１０ｄは人を回避して飛行するように緊急回避命令（浮上もしくは旋回）を送信するようにしてもよい。
（実施の形態８）
前述の実施の形態では、１つのセンサ１１及び１つの触感提示部１３を備えた情報提示装置の構成、動作を説明した。本実施の形態では、複数のセンサ１１及び複数の触感提示部１３を備えた情報提示装置の構成、動作を説明する。
図２９は、実施の形態８における情報伝達装置１０ｅの構成を示すブロック図である。情報伝達装置１０ｅは、複数のセンサユニット２１ａ〜２１ｃと、複数の触感提示ユニット２３ａ〜２３ｃと、制御ユニット２５とを含む。本例では、情報伝達装置１０ｅはセンサユニットと触感提示ユニットを３個ずつ有するが、それらのユニットの数は３に限定されるものではない。
センサユニット２１ａ〜２１ｃはセンサ１１と通信部１７とを含む。センサ１１は上記の実施の形態で説明したものと同様の構成、機能を有する。通信部１７は、ＩＥＥＥ８０２．３、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信規格にしたがい通信を行う通信モジュールを含む。通信部１７は、センサ１１からの検出信号を制御ユニット２５に送信する。
触感提示ユニット２３ａ〜２３ｃは触感提示部１３と通信部１８とを含む。触感提示部１３は、上記の実施の形態で説明したものと同様の構成、機能を有する。通信部１８は、ＩＥＥＥ８０２．３、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信規格にしたがい通信を行う通信モジュールを含む。通信部１７は、触感提示部１３に対する制御信号を制御ユニット２５から受信する。
制御ユニット２５は、制御部１５と通信部１９とを含む。制御部１５は上記の実施の形態で説明したものと同様の構成を有する。通信部１９は、ＩＥＥＥ８０２．３、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信規格にしたがい通信を行う通信モジュールを含む。制御ユニット２５は、センサユニット２１ａ〜２１ｃと無線または有線で通信を行い、各センサユニット２１ａ〜２１ｃのセンサ１１から検出信号を受信する。また、制御ユニット２５は、触感提示ユニット２３ａ〜２３ｃと無線または有線で通信を行い、各触感提示ユニット２３ａ〜２３ｃの触感提示部１３に対して制御信号を送信する。
センサユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、触感提示ユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、制御ユニット２５はそれぞれ独立して設けられており、それぞれ独立して任意の場所に配置することができる。例えば、センサユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、触感提示ユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、施設の駐車場内の種々の位置に配置される。
図３０は、実施の形態８における情報伝達装置の動作を示すフローチャートである。図３０のフローチャートを参照し、情報伝達装置１０ｅの動作を説明する。
情報伝達装置１０ｅにおいて、センサユニット２１ａ〜２１ｃのいずれかのセンサ１１が検知範囲Ｒ０内に人２５０及び車両２６３が進入したことを検知すると（Ｓ５１でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１を設定する（Ｓ５２）。制御部１５は、センサ１１からの検出信号に基づき車両２６３の位置、移動方向を認識し、車両２６３に近接して車両２６３の前方の所定領域に気配報知領域Ｒ１を設定する。
制御部１５は、センサ１１からの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０及び車両２６３の位置、動きを分析する（Ｓ５３）。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０および車両２６３が検知されていないときは（Ｓ５４でＮＯ）、本処理を終了する。分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０および車両２６３が検知された場合（Ｓ５４でＹＥＳ）、制御部１５は気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ５５）。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されていない場合（Ｓ５５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ５３に戻り、センサ１１からの出力に基づき上記の処理を行う。
気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されている場合（Ｓ５５でＹＥＳ）、複数の触感提示ユニット２３ａ〜２３ｃの中で、検知した人２５０に最も近くに配置された触感提示ユニット（触感提示部１３）を特定する（Ｓ５６）。
その後、制御部１５は、人２５０と車両２６３が互いに近づいているか否かを判断する（Ｓ５７）。人２５０と車両２６３が互いに近づいている場合（Ｓ５７でＹＥＳ）、制御部１５は高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ５９）。この場合、人２５０と車両２６３が接触する危険性が高いため、高い緊急度に対する触感を提示する。人２５０と車両２６３が互いに近づいていない場合（Ｓ５７でＮＯ）、制御部１５は低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ５８）。
その後、制御部１５はステップＳ５３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づく上記の処理を繰り返す。
以上のように、本実施の形態の情報伝達装置１０ｅによれば、複数の領域で、人に対して危険性を報知することが可能である。このため、本実施の形態の情報伝達装置１０ｅは、広い領域での安全性を確保する場合に有用である。
なお、本実施の形態では、警告領域として気配報知領域Ｒ１のみを設定したが、実施の形態２や４と同様に気配報知領域Ｒ１に加えて進入禁止領域Ｒ２を設定し、同様の動作を行ってもよい。
（実施の形態９）
本実施の形態では、車両やドローン、搬送ロボットのような移動マシンに搭載される情報伝達装置の構成、動作について説明する。車両やドローン、搬送ロボットのような移動マシンは前進や後進が可能である。そのため、移動マシンの前後の領域において人と移動マシンとが接触する可能性がある。以下では、そのような接触の危険性を低減する情報伝達装置を説明する。
図３１は、実施の形態９における情報伝達装置１０ｆの構成を示すブロック図である。情報伝達装置１０ｆは車両２６３（移動マシンの一例）に搭載されている。情報伝達装置１０ｆは、車両２６３の前方部分に設置されたセンサ１１ｆと触感提示部１３ｆと、車両２６３の後方部分に設置されたセンサ１１ｒと触感提示部１３ｒと、制御部１５とを備える。
車両２６３の前方部分に設置されたセンサ１１ｆは車両２６３の前方側にセンサ検知範囲を有する。車両２６３の後方部分に設置されたセンサ１１ｒは車両２６３の後方側にセンサ検知範囲を有する。車両２６３の前方部分に設置された触感提示部１３ｆは車両２６３の前方にある物体に触感を提示する。車両２６３の後方部分に設置された触感提示部１３ｒは車両２６３の後方にある物体に触感を提示する。
図３２は、実施の形態９における情報伝達装置１０ｆの動作を示すフローチャートである。図３２のフローチャートを参照し、情報伝達装置１０ｆの動作を説明する。
情報伝達装置１０ｆにおいて、センサ１１ｆ、１１ｒの少なくともいずれかが検知範囲Ｒ０内に人２５０が進入したことを検知すると（Ｓ６１でＹＥＳ）、制御部１５は、気配報知領域Ｒ１ｆ、Ｒ１ｒを設定する（Ｓ６２）。制御部１５は、車両２６３の近傍領域であって人を検知した側の所定の範囲に、気配報知領域Ｒ１ｆ、Ｒｉｒを設定する。このとき、制御部１５は、人を検知したセンサ１１ｆ、１１ｒからの検出信号が示す人の位置、速度と、車両２６３の速度とに応じて気配報知領域Ｒ１ｆ、Ｒｉｒを設定する。
制御部１５は、人を検知したセンサ１１ｆ、１１ｒからの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０の位置、動きを分析する（Ｓ６３）。分析した結果、センサ１１ｆ、１１ｒの検知範囲内に人２５０が検知されていないときは（Ｓ６４でＮＯ）、本処理を終了する。一方、分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０が検知された場合（Ｓ６４でＹＥＳ）、制御部１５は、設定した気配報知領域Ｒ１ｆ、Ｒ１ｒ内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ６５）。
設定した気配報知領域Ｒ１ｆ、Ｒ１ｒ内に人２５０が検知されていない場合（Ｓ６５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ６３に戻り、センサ１１からの出力に基づき上記の処理を繰り返す。
設定した気配報知領域Ｒ１ｆ、Ｒ１ｒ内に人２５０が検知されている場合（Ｓ６５でＹＥＳ）、２つの触感提示部１３ｆ、１３ｒの中で、検知した人２５０に最も近くに配置された触感提示部を特定する（Ｓ６６）。
その後、制御部１５は、人２５０と車両２６３が互いに近づいているか否かを判断する（Ｓ６７）。人２５０と車両２６３が互いに近づいている場合（Ｓ６７でＹＥＳ）、制御部１５は、特定した触感提示部から、高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ６９）。この場合、人２５０と車両２６３が接触する危険性が高いため、高い緊急度に対する触感を提示する。人２５０と車両２６３が互いに近づいていない場合（Ｓ６７でＮＯ）、制御部１５は、特定した触感提示部から、低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ５８）。
その後、制御部１５はステップＳ６３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づく上記の処理を繰り返す。
以上のように、本実施の形態の情報伝達装置１０ｆによれば、車両２６３の前後の範囲で、人に対して危険性を報知することが可能である。また、例えばドローンや搬送ロボットに関していえば、前後だけでなく左右に気配報知領域を設定し、前後左右の範囲で人に対して危険性を報知することが可能である。
なお、本実施の形態では、警告領域として気配報知領域Ｒ１のみを設定したが、実施の形態４と同様に気配報知領域Ｒ１に加えて進入禁止領域Ｒ２を設定し、同様の報知動作を行ってもよい。
（実施の形態１０）
一般に、車両の速度や天候などに応じて車両の制動距離が変化する。例えば、車両速度が速いほど、制動距離は長くなり、晴天の場合よりも路面が濡れている雨天の方が制動距離は長くなる。制動距離の変化にともない車両周囲にある危険な範囲（すなわち、人が近づくことが好ましくない範囲）も変化する。そこで、本実施の形態では、車両、搬送ロボット、ドローンのような移動マシンの動作及び周辺環境の情報に応じて、気配報知領域Ｒ１及び／または進入禁止領域Ｒ２を変化させる情報伝達装置を説明する。
図３３は、実施の形態１０における情報伝達装置１０ｇの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、移動マシンの一例として車両を用いて説明する。情報伝達装置１０ｇは車両２６３に搭載されている。情報伝達装置１０ｇは、実施の形態９における情報伝達装置１０ｆの構成においてさらに情報取得部３１を有する。
情報取得部３１は、車両２６３の動作に関する車両情報（ＯＢＤ２データ等）や、天候、道路状況のような周辺環境の情報を取得する。情報取得部３１には、例えば、車両の種々の動作情報を取得するセンサやテレメータユニット、インターネットから情報を取得するための通信モジュールやインタフェースモジュールが含まれる。
情報取得部３１は例えば下記の情報を取得する。
・移動マシンの速度、加速度
・天候、風速・風向（ワイパーの動き、天候情報）
・道路の勾配（カーナビ情報、交通情報等）
・事故多発エリア（カーナビ情報、交通情報等）
制御部１５は、これらの情報に基づいて、気配報知領域Ｒ１及び／または進入禁止領域Ｒ２を設定する。すなわち、事前に上記の各情報が示す条件と制動距離及び注意レベルを取得し、その制動距離及び注意レベルに応じた気配報知領域Ｒ１及び／または進入禁止領域Ｒ２を設定しておく。これにより、制御部１５は、上記の各情報が示す条件に好適な、気配報知領域Ｒ１及び／または進入禁止領域Ｒ２を設定することができる。例えば、車両速度が速いほど、制動距離は長くなる。よって、図３３に示すように、車両速度がＸ km/hのときの制動距離と、車両速度がＹ km/hのときの制動距離とを予め測定し、それぞれの速度に適した気配報知領域Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙを予め設定しておく。制御部１５は、車両速度がＹ km/hの場合（比較的遅い場合）は、車両２６３に比較的近い範囲をカバーするように狭い気配報知領域Ｒ１ｙを設定する。一方、車両速度がＸ km/hの場合（比較的速い場合）、制御部１５は、車両２６３から比較的遠い範囲までもカバーできるように広い気配報知領域Ｒ１ｘを設定する。
図３４は、実施の形態１０における情報伝達装置１０ｇの動作を示すフローチャートである。図３４のフローチャートを参照し、情報伝達装置１０ｇの動作を説明する。
情報伝達装置１０ｇにおいて、センサ１１ｆ、１１ｒの少なくともいずれかが検知範囲Ｒ０内に人２５０が進入したことを検知すると（Ｓ７１でＹＥＳ）、制御部１５は、気配報知領域Ｒ１を設定する（Ｓ７２）。制御部１５は、車両２６３の近傍領域であって人を検知した側の所定の範囲に、気配報知領域Ｒ１を設定する。特に、制御部１５は、人を検知したセンサ１１ｆ、１１ｒからの検出信号が示す人の位置、速度と、情報取得部３１により取得された情報（車両速度、天候、道路情報等）とに応じて、気配報知領域Ｒ１を設定する。
制御部１５は、人を検知したセンサ１１ｆ、１１ｒからの検出信号を受信し、検出信号に基づいて人２５０の位置、動きを分析する（Ｓ７３）。分析した結果、センサ１１ｆ、１１ｒの検知範囲内に人２５０が検知されていないときは（Ｓ７４でＮＯ）、本処理を終了する。一方、分析した結果、検知範囲Ｒ０内に人２５０が検知された場合（Ｓ７４でＹＥＳ）、制御部１５は、設定した気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されているか否かを判断する（Ｓ７５）。
設定した気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されていない場合（Ｓ７５でＮＯ）、制御部１５はステップＳ７３に戻り、センサ１１からの出力に基づき上記の処理を繰り返す。
設定した気配報知領域Ｒ１内に人２５０が検知されている場合（Ｓ７５でＹＥＳ）、２つの触感提示部１３ｆ、１３ｒの中で、検知した人２５０に最も近くに配置された触感提示部を特定する（Ｓ７６）。
その後、制御部１５は、人２５０と車両２６３が互いに近づいているか否かを判断する（Ｓ７７）。人２５０と車両２６３が互いに近づいている場合（Ｓ７７でＹＥＳ）、制御部１５は、特定した触感提示部から、高い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ７９）。この場合、人２５０と車両２６３が接触する危険性が高いため、高い緊急度に対する触感を提示する。人２５０と車両２６３が互いに近づいていない場合（Ｓ７７でＮＯ）、制御部１５は、特定した触感提示部から、低い緊急度に対する触感を提示する（Ｓ７８）。
その後、制御部１５はステップＳ７３に戻り、センサ１１からの検出信号に基づく上記の処理を繰り返す。
以上のように、本実施の形態の情報伝達装置１０ｇによれば、移動マシンの動作や周辺環境の情報に応じて警告領域を変化させるので、移動マシンの動作や周辺環境により変動する制動距離に応じた好適な範囲で、人に対して危険性を報知することが可能となる。
なお、本実施の形態では、警告領域として気配報知領域Ｒ１のみを設定したが、実施の形態４と同様に気配報知領域Ｒ１に加えて進入禁止領域Ｒ２を設定し、同様の報知動作を行ってもよい。
上記の実施の形態４〜１０では、緊急度を高／低の二段階で判定したが、より多くの段数（または連続的に）に設定してもよい。例えば、気配報知領域Ｒ１の外周または進入禁止領域Ｒ２から人２５０までの距離に応じて、より細かく緊急度を設定してもよい。その場合、触感の強度、触感の周波数及び／または触感の提示位置を、緊急度に応じて細かく変化させるようにすればよい。
また、上記の実施の形態４〜１０では、緊急度を人の移動方向に基づき判定したが、人の移動方向に加えて、またはそれに代えて、人の移動速度を考慮して緊急度を判定してもよい。例えば、実施の形態１において、気配報知領域Ｒ１内において人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周から遠ざかる方向へ移動すること（すなわち、危険な対象２６１に近づいていること）を検出した場合、移動速度がより速いほど、緊急度がより高いと判定し、緊急度に応じたより強い触感を提示するようにしてもよい。また、気配報知領域Ｒ１内において人２５０が気配報知領域Ｒ１の外周に向かって移動しているときに（人２５０が危険な対象２６１から遠ざかっていること）を検出した場合、移動速度がより速いほど、緊急度がより低いと判定し、緊急度に応じたより弱い触感を提示するようにしてもよい。触感の強度のみならず、触感の周波数および触感の提示位置も、移動速度に基づき変化させてもよい。
また、上記の実施の形態４〜１０において、触感の提示方法の変化として触感の種類を変化させてもよい。例えば、緊急度が低いときは、超音波による触感を提示し、緊急度が高いときは空気流による触感を提示するようにしてもよい。
（本開示２）
実施の形態４〜１０は以下の技術思想を開示する。
（１）上記の実施形態は、所定領域（Ｒ０）内に進入した物体（人、車両等）の位置および速度を検出可能なセンサ（１１）と、目標物（人等）に対して非接触で触感を提示する触感提示部（１３）と、センサ（１１）により、所定領域内に設定された警告領域（Ｒ１、Ｒ２）内に人が検出された場合に、検出した人に対して触感を提示するように触感提示部（１３）を制御する制御部（１５）と、を備える情報提示装置（１０〜１０ｇ）を開示している。制御部（１５）は、触感提示部（１３）が提示する触感の提示方法を警告領域内での人の行動（移動方向、移動速度等）に基づき決定する。
（２）（１）において、制御部は、触感の提示方法の変化として、触感の種類、強度、周波数、温度及び触感を提示する人の身体の部位のうちの少なくとも１つを変化させてもよい。
（３）（１）において、制御部（１５）は、警告領域の外周に対するセンサ（１１）により検出された人の相対的な距離及び／または人の速度に基づき、警告領域内での人の行動を検知してもよい。
（４）（１）において、情報伝達装置（１０ｂ）は外部装置（２６２）と通信する通信部（１６）をさらに備えてもよい。警告領域は、第１の領域（Ｒ１）と第２の領域（Ｒ２）とを含んでもよい。制御部（１５）は、センサ（１１）が第１の領域（Ｒ１）内に人を検出した場合、人に対して触感を提示し、センサ（１１）が第２の領域（Ｒ２）内に人を検出した場合、外部装置を緊急停止させるための制御命令を、通信部（１６）を介して外部装置に送信してもよい。
（５）（１）において、センサ（１１）は、所定領域（Ｒ０）内において、人（２５０）に加えて、装置（２６２）の位置および速度を検出してもよい。センサ（１１）により所定領域（Ｒ０）内に人及び装置が検出され、さらに、警告領域（Ｒ１）内に人が検出された場合に、制御部（１５）は、検出した人に対して触感を提示するように触感提示部（１３）を制御してもよい。制御部（１５）は、警告領域（Ｒ１）内で検出した人の行動と、装置（２６２）の行動とに基づき触感の提示方法を変化させてもよい。
（６）（５）において、制御部（１５）は、人（２５０）の行動と装置（２６２）の行動とを、センサ（１１）により検出された人に対する装置の相対的な距離及び／または相対的な速度に基づき検知してもよい。
（７）（５）において、装置（２６２）と通信する通信部（１６）をさらに備えてもよい。警告領域は、第１の領域（Ｒ１）と第２の領域（Ｒ２）とを含んでもよい。制御部（１５）は、センサ（１１）が第１の領域（Ｒ１）内に人を検出した場合、人に対して触感を提示し、センサ（１１）が第２の領域（Ｒ２）内に人を検出した場合、装置（６２）を緊急停止させる制御命令を、通信部を介して装置に送信してもよい（Ｓ３０）。
（８）（４）または（７）において、制御部（１５）は、人の行動を、検出した人と第２の領域（Ｒ２）との間の距離に基づき検知してもよい。
（９）（４）または（７）において、制御部（１５）は、人が第２の領域（Ｒ２）に近づくほど、人に提示する触感の強度及び／または触感の変化の周波数を大きく設定してもよい。
（１０）（１）において、情報伝達装置（１０ｅ）はセンサ（１１）および触感提示部（１３）を複数備えてもよい。制御部（１５）は、検出した人に最も近い触感提示部から触感を提示するように触感提示部（１３）を制御してもよい。
（１１）（１）において、情報伝達装置（１０ｇ）は、所定の情報を取得する情報取得部（３１）をさらに備えてもよい。制御部（１５）は、情報取得部（３１）から取得した情報に基づき警告領域（第１の領域（Ｒ１）及び／または第２の領域（Ｒ２））の範囲を設定してもよい。
（１２）（１０）において、所定の情報は、移動する装置（車両、搬送ロボット、ドローン等）の速度、天候、交通情報の少なくともいずれかを含んでもよい。
（１３）（１）〜（１２）のいずれかにおいて、触感提示部（１３）は、音響放射圧または空気流により触感を提示してもよい。
（１４）（１３）において、制御部（１５）は、警告領域内での人の行動に基づき、音響放射圧または空気流の強度、周波数及び／または温度を変化させてもよい。
（１５）さらに、上記の実施の形態は、情報伝達方法を開示する。情報伝達方法は、センサ（１１）により警告領域（Ｒ１、Ｒ２）内に人が進入したか否かを検知するステップと、センサ（１１）により警告領域内に人が検出された場合に、検出した人に対して触感提示部（１３）により触感を提示するステップと、触感提示部が提示する触感の種類および／または位置を警告領域内での人の行動（移動方向、移動速度等）に基づき変化させるステップとを含む。
本開示のジェスチャ入力システムによれば、ジェスチャ操作における利便性を向上できるため、種々の電子機器の入力手段として有用である。例えば、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、空調装置、オーディオ装置、及びゲーム機器の入力手段として有用である。
本開示の情報伝達装置によれば、人を近づけない又は人の進入を防止したい領域や装置に人が接近または進入した場合に、その人に対して触感による警告を提示することができる。よって、本開示の情報伝達装置は、所定の領域に進入した人に対して警告を提示する装置に有用である。
１、 センサ
２ 入力制御装置
３ 触感提示装置
２１ 制御部
２２ 記憶部
５０ ユーザの手
５１ 追跡点
５３ 入力可能エリア
６１ 基点
６３ 触感提示エリア
１００ ジェスチャ入力システム
２００ 電子機器（制御対象）
３００ 情報処理装置
３１１ コントローラ
３１３ 表示部
３２３ 触感提示部
特開２００５−２９２９７６号公報

Claims (10)

  1. ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、前記身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力システムであって、
    ユーザの身体の一部の動きを検出するセンサと、
    空間内に設定された基点に触感を提示する触感提示装置と、
    前記センサによって検出された身体の一部において追跡点を設定し、前記追跡点と前記基点との相対的な位置関係の変化に基づき前記入力信号を生成する制御装置と、を備え、
    前記触感提示装置は、前記ジェスチャ入力システムが前記ユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、前記基点に触感を提示し続ける、
    ジェスチャ入力システム。
  2. 前記制御装置は、前記入力可能状態でないときに前記センサがユーザの身体の一部の所定の動きを検出したときに、空間内に前記基点を設定するとともに、前記ジェスチャ入力システムを前記入力可能状態に設定し、その後、前記基点の位置を再度設定されるまで固定する、
    請求項１記載のジェスチャ入力システム。
  3. 前記基点は前記ユーザの身体の一部上に設定される、請求項２記載のジェスチャ入力システム。
  4. 前記触感提示装置は、空間内の前記基点を含む所定範囲である触感提示エリアにおいて触感を提示する、請求項１記載のジェスチャ入力システム。
  5. 前記制御装置は、前記身体の一部に入力可能エリアを設定し、前記入力可能エリアの少なくとも一部が前記触感提示エリアに重なっているときに、前記ジェスチャ入力システムを前記入力可能状態に設定し、
    前記入力可能エリアが前記触感提示エリアに重なっていないときは、前記ジェスチャ入力システムを前記ユーザ操作を受付けない入力不可状態に設定する、
    請求項４記載のジェスチャ入力システム。
  6. 前記ジェスチャ入力システムが前記入力不可状態にあるときは、前記触感提示装置は触感の提示を停止する、請求項５記載のジェスチャ入力システム。
  7. 前記制御装置は、前記身体の一部の実際の動きに対する前記入力信号が示す動きの量の変化の割合を、前記触感提示エリア内における前記追跡点の位置に応じて変化させる、
    請求項５記載のジェスチャ入力システム。
  8. 前記触感提示装置は、音響放射圧または空気流により触感を提示する、請求項１記載のジェスチャ入力システム。
  9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のジェスチャ入力システムを備えた電子機器。
  10. ユーザの身体の一部の動きに基づくユーザ操作を受け付け、前記身体の一部の動きの方向及び／または動きの量を示す入力信号を生成するジェスチャ入力方法であって、
    センサにより、ユーザの身体の一部の動きを検出し、
    触感提示装置により、空間内に設定された基点に触感を提示し、
    制御装置により、前記センサによって検出された身体の一部において追跡点を設定し、
    前記制御装置により、前記追跡点と前記基点との相対的な位置関係の変化に基づき前記入力信号を生成し、
    前記触感提示装置は、前記ユーザ操作を受付け可能な入力可能状態にある間、前記基点に触感を提示し続ける、
    ジェスチャ入力方法。
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